太阳能电池板跟踪的超前余量研究

源， 但太阳能电池板 的转换效率低 ， 由此本论文提出了一种超前调整余量的 自动跟踪方式 ， 根据光照强度
的不 同 以及 光 照强 度 的变化 规律 来 判断 超前 调整 余量 系数 ．
１ 超前调 整余量
目前太 阳能跟踪 系 统主 要有 光 电跟踪 方式 和视 日跟踪 方 式 ， 这两 种 跟 踪方 式 一 般 都采 用 安 装 在检 测 装 置上 固定 的光 敏传 感 器来 检测 太 阳光线 与太 阳能 电池板 的位 置 的偏 移量 ， 一 旦 检 测 到有 光 敏 传感 器 被 遮挡 ， 就 通过 控 制器计 算 需要 转 动 的角度 ， 进 而控制 电动机 转 动来 跟 踪太 阳 的位 置 ， 每 次太 阳能 电池 板 的 转 动 只转动 到太 阳光 线直 射太 阳能 电池板 的位 置 ｕ ． 太 阳每 天东 升西 落 ， 太 阳能 电池板 也要 跟着 太 阳从 东到 西转 动 ， 太 阳能 电池 板上 的电机连 续跟 踪太 阳 位 置变化 会 消耗 大量 电能 ， 因此大 部分 跟踪 太 阳位 置 的变化 都是 间歇 跟踪太 阳位置 的变 化 ， 当太 阳能 电池 板 跟 太 阳光 线产 生 固定 的偏角 的 时候就 会 跟踪 太 阳位 置 ， 每次 太 阳能 电池板 的转 动都 是 转 动 到 与太 阳光 线 垂 直 的位 置 ， 但 很快 太 阳就不 会再 直 射 当前 的位 置 了． 在数学求 解 中 ， 假定 有 ７ ． １ ， ７ ． ２ ……７ ． ９共 ９个数 ， 如果 用一个 数来 近似 的代替 这 ９个 数 ， 若 用取 整后 得 到的 ７来代 替所有 的值 ， 平均误差 是 ０ ． ５ ， 但 若用 ７ ． ５来 近似 代替 这些数 ， 可 以求得 它 的平均 误差 是 ０ ． ２ ５ ， 很 明显用 ７代替 的平均误 差是 用 ７ ． ５代替 的两倍 ， 因此 用 ７ ． ５来代 替可 以减 小误差 ． 本 文在 此思想 的基础 上提
出了太阳能电池板超前余量跟踪 ， 跟踪方式中７的位置来接收 ７ 到 ８之间的所有的数 ， 采用超前余量跟踪之 后是 采用 ７ ． ５的位置来接 收 ７到 ８之 间的所有 的数．
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３— ０ ｌ 一１ ７ ．
基金项 目： 教育部新世纪优秀人才支持计划项 目（ Ｎ ｏ ： Ｎ Ｃ Ｅ Ｔ一１ １—１ ０ ０ ５ ） ； 辽宁省 自然科学基金项 目（ Ｎ ｏ ： ２ ０ １ １ ０ ２ ０ ０ ５ ）； 辽宁省第 一批 次
我 国地大 物博 ， 煤、 石油 、 天 然气 等 能源 资源储 量 丰 富 ， 但 是 人均 资 源 占有量 却 是 很 少 ， 国家 应 该 经 常 对 民众宣 传我 国的能源 现状 ， 并 鼓励 一些 组 织和 个人 开发 新能 源 ． 太 阳能是一 种 清洁 、 无污染 、 可持续 的资
公 转一 周 的时 间是一 年 ， 地 球平 均半 径 ６ ３ ７ １ ． ０ ０ ４千米 ， 地球赤 道 半径 ６ ３ ７ ８ ． １ ４ ０千米 ， 地 球极地 半径 ６ ３ ５ ６ ．
７ ５ ５千米 ， 日地 距离 又称太 阳距 离 ， 指 的是 日心 到地 心 的直 线长 度． 由于 地球 绕 太 阳运行 的轨道 是个 椭 圆 ，
通讯作者 ： ｊ ｚ ｌ ｕ ｎ ｚ ｉ ＠１ ６ ３ ． ｃ ｏ ｎ． ｒ
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渤海大学学报 （ 自然科 学版）
第３ ４卷
Байду номын сангаас
２ 超前余量 的可行性
地球 自西 向东 自转 ， 每 天转动 ３ ６ ０ 。 ， 相 当于每个 小 时转动 １ ５ 。 ， 地 球在 自转 的 同时也 在 围绕 太 阳公 转 ，
第３ ４卷 第 ３期
２ ０ １ ３年 ９月
渤海 大 学学报 （ 自然科 学 版 ）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｂ ｏ ｈ ａ ｉ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ （ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ）
理 的 方法 求解余 量 系数 ．
关 键词 ： 超 前调 整余 量 ； 余量 系数 ； 太 阳能 自动 跟踪
中图分 类号 ： Ｏ １ ７ １ 文献标 志码 ： Ａ 文 章编 号 ： １ ６ ７ ３— ０ ５ ６ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３一 Ｏ ３ １ ５— ０ ５
０ 引 言
科学计划项 目（ Ｎ ｏ ： ２ ０ １ １ ４ ０ ２ ０ ０ １ ） ； 辽宁省百千万人才 资助项 目（ Ｎ ｏ ： ２ ０ １ ２ ９ ２ １ ０ ６ １ ） ； 辽 宁省高 等学 校优 秀人才 支持计划 （ Ｎ ０ ：
Ｌ Ｒ ２ ０ １ ０ ０ ２ ） ．
作者简介 ： 于保 国（ １ ９ ８ ８ 一） ， 男， 渤海大学硕士研究生 ， 主要从事太 阳能 电池板 自动跟踪方面 的研究．
摘
要： 太 阳能是 可再 生 能源 ， 目前 大部 分对 光伏 的研 究 主要 集 中在 固定 角度 ， 检 测 到 太 阳
光线 与太 阳 能 电池 板产 生 固定 角度 时 ， 将 调整 太 阳能 电池板 的位 置使 太阳光 线与之 垂 直 ， 针 对 太 阳能 电池板 超 前调 整余 量进 行研 究 ， 对余 量 系数进 行研 究 以达 到 最佳 的接 收 效果 并 利 用模 糊 推
Ｖｏ １ ． ３ ４． Ｎｏ． ９ Ｓｅ ｐ ． ２０１ ３
太 阳能 电池板 跟踪的超前余量研 究
于保 国 ， 伦 淑 娴
（ １ ． 渤海大学 工学院 ， 辽 宁 锦州 １ ２ １ ０ １ ３ ； ２ ． 渤海大学 光伏发电控制与集成工程技 术研 究中心 ， 辽 宁 锦州 １ ２ １ ０ １ ３）
太 阳位 于一 个焦 点上 ， 所 以这个距 离 是 变 化 的． 其 最大 值 为 １ ５ ２ １ ０万 千 米 （ 地 球 处 于远 日点 ） ； 最 小 值 为 １ ４ ７ １ ０万 千米 （ 地球 处 于近 日点 ） ； 平 均值 为 １ ４ ９ ６ ０万千 米 ． 由此 可 以看 出 日地 距 离平 均 值是 地 球 半径 平 均值 的 ２万多倍 ， 当地 球 自转一 周时 ， 以地 心为 参考点 ， 太 阳相对 于地 球匀 速转动 一周 ， 当太 阳直 射地 球 的 某个 位置 时 ， 日地距 离是地 球半 径 的 ２万 多倍 ， 所 以地 球 半径 可 以考 虑 不计 ， 太 阳相对 于 地 球上 的该 点也